研究人员已经获得气相金属碳化物Ti8C12和Ti14C13团簇的首次直接红外光谱。反映形成分子结构的原子力振动光谱支持团簇的早期设想，可能推进它们在催化中的应用。rn 荷兰内伊梅根大学等离子体物理研究所和雅典乔治亚大学的一个研究组应用红外共振增强多光子电离光谱术。该技术比传统的红外吸收光谱术灵敏几个量级，能测量仅含有几千个分子的样品的光谱。rn 该组详细描述了该研究。在掺有氩气的CH4膨胀过程中使钛蒸发。研究人员使分子束电离以萃取所需的团簇粒子，并用自由电子激光器输出的20～30 mJ、6～25 μm、5 μs“宏脉冲”激光(间隔为1 ns的1 ps脉冲列)激发这些团簇。以飞行时间质谱仪测量分子的响应。rn 该研究所的Gert von Helden说：“对于我们已做的实验，自由电子激光器Felix很重要。该激光器具有其他激光器不可能有的几种特色。”特别是可调谐激光宏脉冲结构允许样品吸收、再分布和吸收更多的光子，并与激光源保持共振。rn 避免样品振动模的非谐振特别重要。研究钛碳化物之类新奇团簇的困难是在烧蚀过程中很少产生这种团簇：只有1万～100万个分子能进入样品束。von Helden说：“所以必须吸收许多光子，这只是推论，是否可能还不清楚。”rn 光谱表明：Ti8C12显示碳-碳键，而Ti14C13却没有。这暗示前者为四面体结构，后者为立方体结构，仅带有金属-碳键。rn 对金属团簇结构的更好理解可能与催化和化学材料科学的其他方面有关。团簇与块状材料或原子的化学反应完全不同。这能用于化学工业。rn 研究人员计划继续他们的金属碳化物团簇研究工作，并将它扩展到金属氧化物和氮化物。其中一些可能与天体物理有关，特别是与宇宙尘埃的形成有关。他们已用已获得的数据去辨认几个星球周围的TiC纳米晶体。